2.37 Vapor entra em um bocal bem isolado a 10 bar e
. Esse vapor sai como vapor saturado a 100 kPa . A vazão mássica é
. Qual é a velocidade de saída no estado estacionário? Qual é a área da seção reta da saída?
Passo 1
O enunciado dá um bocal adiabático em regime estacionário por onde passa vapor com vazão mássica
. Na entrada
,
; na saída
o vapor está saturado
. Vamos usar a 1ª lei da termodinâmica para sistemas em regime estacionário (variação de entalpia transformada em energia cinética) e a equação de continuidade.
Passo 2
Balanço de energia para o bocal (desprezando trabalho, efeito de potencial e assumindo
):
Passo 3
Dados das tabelas de vapor:
Para ,
(superaquecido):
Para
Para vapor saturado em
:
Passo 4
Calculando a velocidade de saída:
Passo 5
Equação de continuidade:
Passo 6
Substituindo valores:
Resposta
Velocidade de saída
.
Área da seção de saída .
Área da seção de saída